具有非線性電阻率的氧化石墨烯聚合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一般地涉及場(chǎng)分級(jí)材料，和更特別地涉及含氧化石墨烯，還原的氧化石墨烯，或二者的場(chǎng)分級(jí)材料，它們顯示出非線性在電驢。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種復(fù)合材料，它包括聚合物材料；和在該聚合物材料內(nèi)部分布的還原的氧化石墨烯。
【專利說明】具有非線性電阻率的氧化石墨烯聚合物
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)要求2011年9月01日提交的共同懸而未決的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?61/573209和2011年10月13日提交的61/546636的權(quán)益，其中每一篇在此引入。

【背景技術(shù)】
[0003] 電纜或電纜的終端的互連要求沿著電纜長(zhǎng)度的某些部分除去電纜屏蔽層。除去屏 蔽層會(huì)沿著電纜軸誘導(dǎo)電應(yīng)力。
[0004] 典型地通過施加場(chǎng)分級(jí)材料到互連或終端上，減少這種應(yīng)力。在交流電（AC)應(yīng)用 中使用電容場(chǎng)分級(jí)材料，而可在AC或直流電（DC)應(yīng)用中使用電阻場(chǎng)分級(jí)材料。
[0005] 當(dāng)電阻場(chǎng)分級(jí)材料應(yīng)用到電纜中的未屏蔽部分上且與殘留的屏蔽層相鄰時(shí)，施加 到電纜上的正電壓誘導(dǎo)在場(chǎng)分級(jí)材料內(nèi)的電阻壓降，這有助于更加均勻地分配電勢(shì)。這一 分配更加均勻，若場(chǎng)分級(jí)材料本身的電阻或?qū)щ娐适欠蔷€性的話。
[0006] 已知的場(chǎng)分級(jí)材料典型地包括在聚合物材料內(nèi)混合的半導(dǎo)陶瓷顆粒，例如碳化硅 (SiC)或氧化鋅（ZnO)和炭黑。在這一材料內(nèi)實(shí)現(xiàn)非線性的導(dǎo)電率典型地要求在聚合物內(nèi) 部高負(fù)載（例如，30%_40%體積）的這些顆粒。然而，結(jié)果是，場(chǎng)分級(jí)材料傾向于遭受差的機(jī) 械性能（例如，脆度），具有相對(duì)高的重量，和在高電場(chǎng)下傾向于過熱。
[0007] 發(fā)明概述
[0008] 在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種復(fù)合材料，它包括：聚合物材料；和在該聚合 物材料內(nèi)部分布的還原的氧化石墨烯。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，還原的氧化石墨烯以 約2份/100份聚合物材料至約10份/100份聚合物材料的濃度存在。
[0009] 在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明提供在電纜的接點(diǎn)或終端處減少場(chǎng)應(yīng)力的方法，該方 法包括：施加場(chǎng)分級(jí)材料到接點(diǎn)或終端上，該場(chǎng)分級(jí)材料包括在聚合物材料內(nèi)部分配的還 原的氧化石墨烯。
[0010] 在又一實(shí)施方案中，本發(fā)明提供制備復(fù)合材料的方法，該方法包括通過增加含一 定量氧化石墨烯的氛圍的環(huán)境溫度到約70°C至約160°C來熱還原一定量的氧化石墨烯；混 合熱還原量的氧化石墨烯與至少一種聚合物材料；和固化該混合物。
[0011] 在另一實(shí)施方案中，在約100°c至約150°C的溫度下熱還原氧化石墨烯。
[0012] 在再一實(shí)施方案中，本發(fā)明提供顯示出非線性電阻率的場(chǎng)分級(jí)材料，它包括在至 少一種聚合物材料內(nèi)部分配的一定量的氧化石墨烯，還原的氧化石墨烯，或者這二者。在一 些這樣的實(shí)施方案中，場(chǎng)分級(jí)材料包括還原的氧化石墨烯。
[0013] 在再一實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種復(fù)合材料，它包括：聚合物材料；和一定量的 氧化石墨烯。
[0014] 在再一實(shí)施方案中，本發(fā)明提供
[0015] 設(shè)計(jì)本發(fā)明的說明性方面以解決本文描述的問題和沒有討論的其他問題，這些是 本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠看到的。
[0016] 附圖簡(jiǎn)述
[0017] 根據(jù)本發(fā)明各方面的下述詳細(xì)說明結(jié)合描述本發(fā)明各實(shí)施方案的附圖，本發(fā)明的 這些和其他特征將更加容易理解，其中 ：
[0018] 圖1示出了氧化石墨烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
[0019] 圖2示出了氧化石墨烯的非線性電阻率/導(dǎo)電率的圖表。
[0020] 圖3示出了各種還原的氧化石墨烯物種的非線性電阻率/導(dǎo)電率的圖表。
[0021] 圖4和5示出了根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施方案，還原的氧化石墨烯復(fù)合材料的導(dǎo)電率 的圖表。
[0022] 圖6和7示出了根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施方案，還原的氧化石墨烯復(fù)合材料的介電常 數(shù)和損耗因子的圖表。
[0023] 要注意，本發(fā)明的附圖不是按比例的。這些附圖打算僅僅描繪本發(fā)明的典型方面， 和因此不應(yīng)當(dāng)被視為限制本發(fā)明的范圍。在附圖中，相同的數(shù)字標(biāo)記代表附圖之間相同的 元件。
[0024] 詳細(xì)說明
[0025] 氧化石墨烯（G0)是具有豐富的表面基團(tuán)（環(huán)氧基，羥基，羧基，和羰基）的單一碳 層石墨。圖1中示出了它的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
[0026] G0顯示出非線性的電流-電壓特征，這至少部分可歸因于它豐富的表面基團(tuán)。圖 2示出了 G0的非線性性能，電流作為偏壓的函數(shù)繪制出?？煽闯?，在采用低電場(chǎng)的情況下， 導(dǎo)電率低且電阻率相當(dāng)高，然而，當(dāng)電壓增加，和表面基團(tuán)的能量阻擋被逾越時(shí)，可誘導(dǎo)大 的電流，從而導(dǎo)致高得多的復(fù)合導(dǎo)電率和相應(yīng)地低的電阻率。
[0027] 還原G0能控制其非線性電阻率?？赏ㄟ^已知的各種化學(xué)或熱技術(shù)，還原G0。
[0028] 圖3示出了 GO的各種還原物種的導(dǎo)電率的涂布。在圖3中可看出，增加通過肼 (N2H4)還原的持續(xù)時(shí)間1小時(shí)至24小時(shí)會(huì)減少還原的G0的非線性行為的翻轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。與中 間的5小時(shí)和24小時(shí)的肼暴露相比，短暫（5s)暴露于氫氣等離子體下增加非線性電阻率。
[0029] 材料制備
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，在低于約lOOmTorr的壓力下，在室溫下凍干主要含 在水中分散的單層G0的可商購的G0懸浮液。然后在泡沫結(jié)構(gòu)體內(nèi)收集分離的G0,并通過 逐漸升高環(huán)境溫度到約l〇〇°C至約120°C且保持12小時(shí)，進(jìn)行熱還原。改變最終的溫度，控 制G0的還原程度。還通過逐漸升高環(huán)境溫度到約100°C至約150°C，且保持12小時(shí)，對(duì)G0 進(jìn)行熱還原。
[0031] 然后混合還原的G0與樹脂，以有機(jī)硅操作盒（kit)形式獲得的聚（二甲基硅氧 燒）（PDMS)(Dow Coming's Slygardl84)，并在模具內(nèi)固化，制備平坦樣品以供分析。當(dāng) 然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，可使用其他聚合物材料。合適的聚合物材料包括，但 不限于，天然橡膠，有機(jī)硅（例如聚（二甲基硅氧烷）），EPDM橡膠（乙烯丙烯二烯烴橡膠）， EPR (乙烯丙烯橡膠），環(huán)氧樹脂，聚酯，聚酯酰亞胺和PAI (聚酰胺酰亞胺）。
[0032] 當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案，含還原的G0的復(fù)合材料也可包括 未還原的G0。在這些實(shí)施方案中，包括未還原的G0可以是故意的，以便微調(diào)復(fù)合材料的性 能，或者可簡(jiǎn)單地是所使用的還原方法的結(jié)果。在任何情況下，含還原的G0的本發(fā)明實(shí)施 方案不應(yīng)當(dāng)被視為明顯排除存在未還原的G0。
[0033] 材料分析
[0034] 使用介電譜技術(shù)和導(dǎo)電率試驗(yàn)，分析所制備的材料的平坦樣品。
[0035] 圖4示出了對(duì)于所制備的復(fù)合材料來說，以及對(duì)于純PDMS來說，作為電場(chǎng)強(qiáng)度的 函數(shù)，導(dǎo)電率的圖表。每一種復(fù)合材料包括與一定量在120°C下熱還原12小時(shí)的G0混合的 PDMS。在圖4中可看出，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度增加時(shí)，純的PDMS顯示出導(dǎo)電率的逐漸增加。然而，在 低電場(chǎng)下，所制備的復(fù)合材料顯示出導(dǎo)電率下降，緊跟著隨電場(chǎng)強(qiáng)度增加，導(dǎo)電率增加。在 還原G0的負(fù)載增加的情況下，這些增加更加突出，和在高負(fù)載下表明滲透（percolation) 和最終導(dǎo)電率的飽和。
[0036] 例如，在低電場(chǎng)強(qiáng)度下，具有1份還原G0/100份樹脂（phr)的復(fù)合材料顯示出小 于純PDMS的導(dǎo)電率，緊跟著在大約等于純PDMS的最大導(dǎo)電率下，導(dǎo)電率逐漸增加。
[0037] 在導(dǎo)電率逐漸但更加快速地增加的情況下（所述導(dǎo)電率達(dá)到最大值，大約等于純 PDMS和lphr復(fù)合材料的導(dǎo)電率），具有2份還原G0的復(fù)合材料在低電場(chǎng)強(qiáng)度下顯示出比 lphr的材料小的導(dǎo)電率。
[0038] 可在具有大于或等于3phr的還原G0的復(fù)合材料中觀察到導(dǎo)電率的急劇且預(yù)料不 到的變化。再者，在低電場(chǎng)強(qiáng)度下，3phr復(fù)合材料的導(dǎo)電率小于純PDMS，且隨著電場(chǎng)強(qiáng)度增 加而增加。然而，導(dǎo)電率的增加是非線性的，其中導(dǎo)電率超過純PDMS且飽和。
[0039] 5phr復(fù)合材料比3phr材料的導(dǎo)電率甚至更加劇烈地增加。在圖4中可看出，在 5phr復(fù)合材料內(nèi)較高負(fù)載的還原G0導(dǎo)致較高的總導(dǎo)電率，和在比3phr復(fù)合材料觀察到的 場(chǎng)強(qiáng)度低的場(chǎng)強(qiáng)度下，過渡到非線性導(dǎo)電率。
[0040] 一般地，可參考圖4中所示的翻轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，描述5phr復(fù)合材料圖表的非線性部分?？?通過擬合導(dǎo)電率圖表中的過渡部分到方程式σ 上，計(jì)算非線性系數(shù)，其中σ是導(dǎo)電 率，和E是電場(chǎng)。在5phr復(fù)合材料的非線性區(qū)域內(nèi)，α的數(shù)值為約16,這在大多數(shù)場(chǎng)分級(jí) 應(yīng)用中是相當(dāng)大的。
[0041] 在3phr復(fù)合材料和5phr復(fù)合材料二者的情況下，在約1. 00E^9S/m下導(dǎo)電率飽和。 也就是說，場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)一步增加不會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電率增加到超出飽和點(diǎn)。這是不同尋常且預(yù)料不 到的，因?yàn)樵谝阎姆蔷€性聚合物復(fù)合材料中，在較高的電場(chǎng)下，導(dǎo)電率連續(xù)增加。
[0042] 本發(fā)明的場(chǎng)分級(jí)材料的不同尋常的導(dǎo)電性能可以歸因于G0豐富的表面基團(tuán)，這 導(dǎo)致受干擾的sp 2成鍵軌道，且起到沿著碳網(wǎng)絡(luò)，電荷傳輸?shù)哪芰孔钃踝饔?。通過在低電場(chǎng) 下的這些能量阻擋來阻止電子，但電子能在高電場(chǎng)下隧道貫穿它們。因此，在高電場(chǎng)下，沿 著G0網(wǎng)絡(luò)的電導(dǎo)被加速，且成為總電流的主要貢獻(xiàn)因子。
[0043] 對(duì)于圖4的復(fù)合材料來說，滲透閾值（傳導(dǎo)路徑在復(fù)合材料當(dāng)中形成時(shí)的G0體積 分?jǐn)?shù)）介于2phr復(fù)合材料和3phr復(fù)合材料之間。一旦達(dá)到滲透閾值，則還原的G0比例的 額外增加不會(huì)導(dǎo)致高場(chǎng)導(dǎo)電率的急劇變化，盡管如上所述，非線性過渡出現(xiàn)在較低的場(chǎng)強(qiáng) 度下。另外，在非線性過渡之后的導(dǎo)電率飽和表明沿著G0網(wǎng)絡(luò)的大多數(shù)傳導(dǎo)路徑"被打開" 和最大電流受到沿著G0網(wǎng)絡(luò)的電子傳輸限制。
[0044] 圖5示出了樹脂復(fù)合材料的導(dǎo)電率圖表，其中通過控制它們的G0氧化態(tài)來微調(diào)這 些復(fù)合材料的性能。來自或者G0表面基團(tuán)或者在G0小片之間的接觸的每一能量阻擋擁 有高于電子可經(jīng)其隧道貫穿的特征電壓。復(fù)合材料的總開關(guān)電壓等于這些特征電壓之和。 因此，通過調(diào)節(jié)G0樣品的氧化態(tài)，人們可影響來自表面基團(tuán)的能量阻擋并微調(diào)總的開關(guān)電 壓。
[0045] 例如，通過從120°C增加還原溫度到140°C，圖5中的兩個(gè)3phr復(fù)合材料的翻轉(zhuǎn)磁 場(chǎng)從約4kV/mm遷移到約2kV/mm。這可以歸因于氧化的表面基團(tuán)的數(shù)量減少和成比例數(shù)量 的能量阻擋。
[0046] 也可通過調(diào)整G0的氧化態(tài)，控制導(dǎo)電率變得飽和時(shí)的點(diǎn)。一般地，可根據(jù)下述方 程式描述滲透的復(fù)合G0的導(dǎo)電率：
[0047] 〇 = 〇 f(f-fc)t
[0048] 其中σ f是GO的導(dǎo)電率，f和f。分別是實(shí)際和臨界的GO體積分?jǐn)?shù)，和t是臨界指 數(shù)。
[0049] 由于當(dāng)在較高溫度下還原時(shí)，G0的導(dǎo)電率增加，因此，對(duì)于3phrl40°C的復(fù)合材料 來說，飽和電流也增加約1個(gè)數(shù)量級(jí)。預(yù)料不到的是，5phr70°C的復(fù)合材料比5phrl20°C的 復(fù)合材料顯示出較低的翻轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和較高的導(dǎo)電率飽和點(diǎn)。這可歸因于在熱還原過程中，在 G0表面上官能團(tuán)的重排。在熱還原之前，表面基團(tuán)無規(guī)地分布在G0表面上。然而，在熱還 原過程中，環(huán)氧基傾向于排列，以減少石墨烯片材的應(yīng)變。與無規(guī)地分布的表面基團(tuán)相比， 這些線性排列的表面基團(tuán)是電子傳輸?shù)母佑行У哪芰孔钃?。連續(xù)還原會(huì)引起環(huán)氧基和其 他表面基團(tuán)的強(qiáng)烈脫離，從而導(dǎo)致降低的開關(guān)電壓。
[0050] 在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，G0復(fù)合材料提供電容場(chǎng)分級(jí)效應(yīng)，這是因?yàn)樗鼈冊(cè)?加的介電常數(shù)導(dǎo)致的。例如，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方案，作為復(fù)合材料頻率的 函數(shù)，介電常數(shù)和損耗因子二者的圖表。在圖6中可看出，介電常數(shù)從純PDMS的約3增加 至lj 6phrl20°C復(fù)合材料的8。介電常數(shù)的這一大的增加是令人驚奇的，考慮到還原的G0相 對(duì)低的體積分?jǐn)?shù)。
[0051] 與此同時(shí)，復(fù)合材料的損耗因子僅僅適度增加，對(duì)于5phrl20°C的復(fù)合材料來說， 在100Hz下，從約0. 001到約0. 003,對(duì)于6phr樣品來說，介電常數(shù)增加到8,和損耗因子低 于0.005。在低電壓下，G0的固有阻擋限制了漏電流，而其中表面基團(tuán)不存在的導(dǎo)電區(qū)域仍 然可提供所觀察到的增加的介電常數(shù)優(yōu)勢(shì)。
[0052] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案，G0氧化態(tài)對(duì)復(fù)合材料的介電常數(shù)的影 響。當(dāng)溫度升高和相應(yīng)地還原增加時(shí)，額外的表面基團(tuán)被除去，從而導(dǎo)致在絕緣區(qū)域之間較 大的導(dǎo)電區(qū)域。這增加了 G0的有效長(zhǎng)徑比，從而導(dǎo)致介電常數(shù)和損耗因子二者增加。在高 于1Hz的頻率下，損耗因子曲線的斜率接近于0,這是損耗為雙極性或者界面松弛過程而不 是漏電流的主要貢獻(xiàn)因子的指示。缺少漏電流表明G0具有良好的絕緣性能，甚至在160°C 下還原之后。
[0053] 因此，可在復(fù)合材料中使用G0,還原的G0,或這二者，從而顯示出非線性導(dǎo)電率/ 電阻率。這種復(fù)合材料可用作場(chǎng)分級(jí)材料，所述場(chǎng)分級(jí)材料可根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案， 通過選擇性還原來微調(diào)，以獲得所需或有用的電性能。
[0054] 本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)一步涉及復(fù)合材料作為場(chǎng)分級(jí)材料的用途。另外，本發(fā)明的 一些實(shí)施方案涉及在中或高壓電纜體系，例如電纜絕緣，接頭和終端；機(jī)器套管，發(fā)生器，儀 表變壓器和電容器中，復(fù)合材料作為電絕緣材料的用途。
[0055] 利用本發(fā)明的一些優(yōu)點(diǎn)是防止生成熱量和在操作電壓下故障，良好地控制熱失控 和較大的擊穿強(qiáng)度，可通過填料的負(fù)載和對(duì)于不同的場(chǎng)分級(jí)應(yīng)用來說，在一定范圍內(nèi)的還 原態(tài)，從而調(diào)節(jié)翻轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和導(dǎo)電率。另外，復(fù)合材料增加的介電常數(shù)導(dǎo)致額外的電容場(chǎng)分級(jí) 效應(yīng)。
[0056] 為了闡述和說明目的，列出了本發(fā)明各方面的前述說明。它不被打算為窮舉或者 限制本發(fā)明到所公開的精確形式上，和顯然，許多改性和變化是可能的。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人 員來說顯而易見的這些改性和變化打算包括在所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)合材料，它包括： 聚合物材料；和 在該聚合物材料內(nèi)分布的還原的氧化石墨烯。
2. 權(quán)利要求1的復(fù)合材料，它顯示出非線性電阻率。
3. 權(quán)利要求1的復(fù)合材料，其中還原的氧化石墨烯具有大于約2份/100份聚合物的濃 度。
4. 權(quán)利要求3的復(fù)合材料，其中還原的氧化石墨烯具有等于或大于約3份/100份聚合 物的濃度。
5. 權(quán)利要求4的復(fù)合材料，其中還原的氧化石墨烯具有約3份至約5份/100份聚合物 的濃度。
6. 權(quán)利要求1的復(fù)合材料，其中還原的氧化石墨烯包括熱還原的氧化石墨烯。
7. 權(quán)利要求6的復(fù)合材料，其中熱還原的氧化石墨烯在約70°C至約160°C的溫度下被 還原。
8. 權(quán)利要求7的復(fù)合材料，其中熱還原的氧化石墨烯在約100°C至約140°C的溫度下被 還原。
9. 權(quán)利要求8的復(fù)合材料，其中熱還原的氧化石墨烯在約120°C至約140°C的溫度下被 還原。
10. 權(quán)利要求1的復(fù)合材料，它的介電常數(shù)為至少約3。
11. 權(quán)利要求10的復(fù)合材料，其中介電常數(shù)為約3至約8。
12. 權(quán)利要求11的復(fù)合材料，其中介電常數(shù)為約4至約8。
13. 權(quán)利要求12的復(fù)合材料，其中介電常數(shù)為約5至約8。
14. 權(quán)利要求1的復(fù)合材料，其中聚合物材料包括選自如下的至少一種聚合物材料：天 然橡膠，有機(jī)硅，例如聚（二甲基硅氧烷），EPDM橡膠（乙烯丙烯二烯橡膠），EPR (乙烯丙烯 橡膠），環(huán)氧樹脂，聚酯，聚酯酰亞胺和PAI (聚酰胺酰亞胺）。
15. 權(quán)利要求1的復(fù)合材料，它在小于約4kV/mm的電場(chǎng)下顯不出小于該聚合物材料導(dǎo) 電率的第一導(dǎo)電率，和在大于約4kV/mm的電場(chǎng)下顯不出大于該聚合物材料導(dǎo)電率的第二 導(dǎo)電率。
16. 權(quán)利要求1的復(fù)合材料，它在小于約2kV/mm的電場(chǎng)下顯不出小于該聚合物材料導(dǎo) 電率的第一導(dǎo)電率，和在大于約2kV/mm的電場(chǎng)下顯不出大于該聚合物材料導(dǎo)電率的第二 導(dǎo)電率。
17. 權(quán)利要求1的復(fù)合材料，它顯示出約1. 00E_1(I至約1. 00E_8的導(dǎo)電率飽和度。
18. 權(quán)利要求1的復(fù)合材料，進(jìn)一步包括一定量的未還原的氧化石墨烯。
19. 在電纜的接點(diǎn)或終端處減少場(chǎng)應(yīng)力的方法，該方法包括： 施加場(chǎng)分級(jí)材料到接點(diǎn)或終端上，該場(chǎng)分級(jí)材料包括在聚合物材料內(nèi)分布的還原的氧 化石墨烯。
20. 權(quán)利要求19的方法，其中場(chǎng)分級(jí)材料顯示出非線性電阻率。
21. 權(quán)利要求19的方法，其中場(chǎng)分級(jí)材料包括在約70°C至約160°C的溫度下還原的熱 還原氧化石墨烯。
22. 權(quán)利要求19的方法，其中聚合物材料包括選自下述的至少一種聚合物材料：天然 橡膠，有機(jī)硅，例如聚（二甲基硅氧烷），EPDM橡膠（乙烯丙烯二烯橡膠），EPR (乙烯丙烯橡 膠），環(huán)氧樹脂，聚酯，聚酯酰亞胺和PAI (聚酰胺酰亞胺）。
23. 制備氧化石墨烯聚合物材料的方法，該方法包括： 通過增加含一定量氧化石墨烯的氛圍的環(huán)境溫度到約70°C至約160°C，熱還原一定量 的氧化石墨烯； 混合熱還原量的氧化石墨烯與至少一種聚合物材料；和 固化該混合物。
24. 權(quán)利要求23的方法，其中在約2份至約5份/100份至少一種聚合物材料的濃度 下，混合熱還原的氧化石墨烯與至少一種聚合物材料。
25. 權(quán)利要求23的方法，其中至少一種聚合物材料選自：天然橡膠，有機(jī)硅，例如聚 (二甲基硅氧烷），EPDM橡膠（乙烯丙烯二烯橡膠），EPR (乙烯丙烯橡膠），環(huán)氧樹脂，聚酯， 聚酯酰亞胺和PAI (聚酰胺酰亞胺）。
26. -種顯示出非線性電阻率的場(chǎng)分級(jí)材料，它包括在至少一種聚合物材料內(nèi)分布的 一定量的還原的氧化石墨烯。
27. 權(quán)利要求26的場(chǎng)分級(jí)材料，其中至少一種聚合物材料選自：天然橡膠，有機(jī)硅，例 如聚（二甲基硅氧烷），EPDM橡膠（乙烯丙烯二烯橡膠），EPR (乙烯丙烯橡膠），環(huán)氧樹脂， 聚酯，聚酯酰亞胺和PAI (聚酰胺酰亞胺）。
28. 權(quán)利要求26的場(chǎng)分級(jí)材料，其中還原的氧化石墨烯具有大于約2份/100份聚合物 的濃度。
29. 權(quán)利要求28的場(chǎng)分級(jí)材料，其中還原的氧化石墨烯具有約3份至約5份/100份聚 合物的濃度。
30. -種復(fù)合材料，它包括： 聚合物材料；和 一定量的氧化石墨烯。
【文檔編號(hào)】C01B31/02GK104093786SQ201280050129
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月1日
【發(fā)明者】Z·王, L·S·謝德勒, H·希爾博格, S·趙 申請(qǐng)人:倫斯勒理工學(xué)院, Abb股份公司